基于道路试验的轿车动力性提升研究
——以两款竞品车型为例

贾慧利（芜湖职业技术学院汽车工程学院　　安徽芜湖　241006）



基于道路试验的轿车动力性提升研究
——以两款竞品车型为例

贾慧利
（芜湖职业技术学院汽车工程学院安徽芜湖241006）

摘要：一般竟品车型在动力性能调教具有较大的相似度和可比性，在发动机和变速箱等主要参数匹配上技术非常成熟且无大的改进空间，要在动力性方面有所提升，必须进行细化具体研究。现选定两款竞品轿车为研究对象，这两款车有着相似的发动机、变速箱配置与底盘型式。在发动机动力性能和变速箱传动比基本相同且不改变的情况下，对这两款轿车进行典型动力性道路试验，然后进行试验数据比较，研究主要不同参数对轿车动力性的影响。然后针对竞品车型提出提升动力性的具体参数和方案。

关键词：竟品车；比较；动力性；提升

随着汽车产业的飞速发展，轿车同级产品竞争越来越激烈，人们购车时会对竟品车进行比较，而轿车动力性是汽车整车重要性能之一，也是竟品车比较的主要性能之一。轿车动力性开发研究一直是一项重要课题，竟品车型一般在发动机和变速箱传动比性能匹配方面技术研究非常成熟且无大的改进空间，想要有效研究动力性提升方案，必须细化竟品车型的其他具体参数，依托真实道路试验，进行具体比较分析，进而提出针对竟品车型的动力性提升改进方案。实施典型动力性道路试验，不同于其他一些道路试验，其研究成本较低，周期短，易操作，且数据真实有效偏差小，方便提出提升动力性需要改进轿车的具体参数和方案。

当前汽车动力性优化研究的方向有：一种是重点优化发动机动力性，另一种是重优化动力传动系统[1]。而这两种优化方式对开发新车型较为实用有利，对于竟品车动力性提升研究并不实用。竟品车动力性提升研究需要细化到汽车的主要参数如汽车重量、轮胎规格、车体结构、重量分配等，且必须保证研究数据的细分化和精准有效，而进行典型动力性道路试验可以有效达成研究目的。

一、典型动力性道路试验设计

道路试验研究是比较传统的汽车动力优化研究方法之一。研究的过程一般包括：试验计划—试验实施—试验结果分析—优化方案提出。

（一）以轿车动力提升为研究目的的典型动力性道路试验设计。选择两款竟品车型A和B，为了提升A车型的动力性，对其竟品车型B进行分析，进而对比A和B的试验数据并进行分析，最终提出具体优化参数和方案。

（二）典型动力性道路试验项目选择。考虑到竟品车一般是客户来感受比较动力性，需要选择影响直观感受动力性变化明显的项目，故选择的试验项目为：全油门起步加速时间和全油门超越加速时间；行驶阻力试验P-V和行驶阻力试验F-V。

竟品车型的分析目的是要提出具体提升措施，故试验项目条件要选择和细化：全油门起步加速时间和全油门超越加速时间两个试验项目，要细分到汽车空调开和关，选择半载试验。行驶阻力试验P-V和行驶阻力试验F-V两个试验项目，试验条件要选满载、指定载荷[2]。

二、基于典型道路试验的B车型动力性研究

（一）B车型主要总成结构及技术参数。B车型的发动机、变速箱、整车等主要影响发动机动力性的参数，具体详见表1。

表1 B车型主要总成结构及技术参数

（二）典型动力性道路试验条件。试验条件是保证试验结果精准的有效约束，针对典型动力性道路试验，B车型的试验条件包括：试验载荷条件见表2和试验环境条件见表3。

表2试验载荷条件

表3　　试验环境条件

（三）基于典型动力性道路试验的B车型动力测试。

1.基于典型道路试验的B车型动力性研究。典型动力性试验选取：对全油门起步加速时间和全油门超越加速时间进行试验测量，车辆常用载荷条件多为半载，故选半载为条件，细分到空调开和关两种状态的动力测试[3]。

试验结果见表4，0～100km/h全油门起步加速性能试验V-T曲线见图1，60～100km/h全油门超越加速性能试验V-S曲线见图2；60～100km/h全油门超越加速性能试验V-T曲线见图3，60～100km/h全油门超越加速性能试验V-S曲线见图4。

表4 B车型典型动力性试验结果

图1 0～100km/h全油门起步加速V- T曲线

图2 0～400m全油门起步加速V- T曲线

图3 60～100km/h全油门超越加速V- T曲线

图4　 60～100km/h全油门超越加速V- S曲线

2.行驶阻力测试。行驶阻力试验测试行驶阻力试验P-V和行驶阻力试验F-V两个试验项目，试验条件要选满载、指定载荷1，有表2可知载荷1为整车整备质量+100kg配载，前排（试验人员1人+试验仪器+配载），即1274kg，具体见表5。行驶阻力试验P-V的试验结果见图5，行驶阻力试验F-V的试验结果见图6。

表5行驶阻力试验

图5 120～20km/h行驶阻力P- V曲线

图6 120～20km/h行驶阻力F- V曲线图

三、基于典型动力性道路试验的两款竟品车型动力性比较分析及改进措施

竟品车在比较动力性时，首先要对两款车的主要轿车总成结构和技术参数进行比较，利于找到影响动力性的具体参数；其次对两款车以相同的约束条件进行道路试验，比较基于道路试验的动力性测试结果；然后依据数据分析影响轿车动力性的具体因素。

（一）A车型和B车型主要总成结构及技术参数比较，具体见表6。

表6 A车型和B车型主要总成结构及技术参数

（二）A车型和B车型道路试验结果，具体见表7（注：A车型试验方法和条件与B车型相同）。

表7 A车型和B车型道路试验结果

（三）依据车型结构参数和道路试验结果的比较，分析影响轿车动力性的因素。比较A、B车型动力性试验数据可知，B除了四挡加速性能比A略差，其他试验结果都优于A，分析如下：

1.轮胎。有B车轮胎型号185/65 R15 88T和A车型轮胎型号205/55 R16比较可知，B车轮胎半径较小、胎宽较窄、气压较高，有利于降低滚动阻力、明显利于提高动力性[4]。

2.整车整备质量。B车身轻量化，整车整备质量控制较好，B车总质量为1174kg，A车总质量为1350kg，B车比A车轻176kg，有利于提高动力性。整车整备质量对动力性的影响，通过CAE计算其灵敏度，计算结果为，整车整备质量减少100kg，0～100km/h加速时间可降低0.68s左右[5]。

3.空气阻力。B车的风阻系数比A车大1.6%，迎风面积比A小0.4%，车速在120km/h时的空气阻力比A车大5. 5N，显然迎风面积基本一样的情况下，风阻系数越小越好，这需要优化车型的外观结构。空气阻力对比，见表8。

表8 A车型和B车型空气阻力比较

4.整车行驶阻力。有表7的试验结果比较可知，B在120～20km/h的平均行驶阻力比A车型小43.4N·m，B车在空气阻力高于A车5.5N的情况下，整车行驶阻力却明显优于A车，说明B车滚动阻力较小，说明轮胎选择明显具有优势，有利于提高动力性。故A车型轮胎是拉低其动力性的主要因素之一，有很大优化空间。

综上所述，A车和B车在发动机动力相当，B车空气阻力、变速箱传动比处于劣势的情况下，动力性仍优于A车，得益于较低的整车整备质量和良好的轮胎配备，故A车主要需改进的具体参数为：减轻整车整备质量、匹配合适的轮胎。

四、结语

针对竟品车B车动力性优于A车的问题，采用典型道路试验的方法，比较A车和B车的典型动力性试验数据，并结合具体车型总成和参数，分析拉低A车型动力性的具体原因，找出主要的影响参数，并作为对A车型动力性提升的具体方案。竟品车型一般在发动机和变速箱匹配方面技术已成熟，以此提升动力性的空间很小，而可提升动力性的其他参数一般要通过道路试验才比较容易准确找出。这种基于道路试验的轿车动力性提升研究方法，非常适合于提升竟品车型动力的研究，能比较直观有效的分析出具体影响动力性的参数和措施。

参考文献：

[1]余志生．汽车理论[M]．北京：机械工业出版社，2007．

[2]Manfred Mischke．汽车动力学[M]．北京：清华大学出版社，2009．

[3]Van Wagner Michelle，Van Houten Ron，Betts Brian．he effects of a rectangular rapid-flashing beacon on vehicle speed[J]．ournalof Applied Behavior Analysis，2011,44(3)．

[4] M. Silva，R. H. Cunha，A. C. Neto. A simplified model for evaluating tire wear during conceptual design [J]．International Journalof Automotive Technology，2012,13(6)．

[5]陈琛．轿车副车架轻量化设计与研究[D]．广州：华南理工大学，2013．

[责任编辑郑丽娟]

中图分类号：U491

文献标识码：A

文章编号：2095- 0438（2016）05- 0142- 04

收稿日期：2015-11-18

作者简介：贾慧利（1981-），女，河南新乡人，芜湖职业技术学院汽车工程学院讲师，硕士，研究方向：车辆状态监控与诊断。

基金项目：安徽省2014年高等学校省级质量工程(2014jyxm476)；安徽省2013年高等学校省级质量工程（2013zjjh046）。